포지 트립 해머 만들기

하천이나 강의 일부 물을 부지로 돌려 바퀴가 놓일 곳까지 일정한 흐름을 공급하는 수로(레트 또는 수문 수로)를 파십시오. 수로 입구의 수문으로 물 흐름을 시작, 정지하고 유량을 조절할 수 있습니다. 기계 전체가 이 흐르는 물로 작동하며, 중력과 물의 흐름이 유일한 동력원입니다.

물레방아를 만들어 고정된 베어링에서 회전하는 튼튼한 철제 차축에 장착하십시오. 우회된 물이 바퀴에 부딪치도록 배치하십시오. 위에서 떨어지는 방식(오버샷) 또는 아래쪽 날개에 부딪치는 방식(언더샷) 모두 가능합니다. 밀어내는 물은 차축에 지속적인 회전 토크를 제공합니다.

무거운 목재 또는 철제 캠축을 물레방아의 축에 연결하여 바퀴와 함께 회전하도록 합니다. 이 회전하는 축이 해머를 구동하는 역할을 합니다.

캠축 주위에 돌출된 곡선형 철제 캠(돌기)을 장착하십시오. 각 캠은 한 번 회전할 때마다 해머 빔을 걸어 들어 올리는 역할을 하는 손가락 역할을 합니다. 축 주위에 캠이 많을수록 회전당 타격 횟수가 늘어납니다.

무거운 목재 빔인 헬브를 성형하여 고정된 피벗(지렛대 받침점)에 장착하면 시소처럼 흔들리도록 합니다: 꼬리 부분은 캠축 쪽에, 머리 부분은 모루 쪽에 위치합니다.

무거운 무쇠 망치 머리를 단조하여 손잡이(helve)의 작업 끝부분에 고정합니다. 이것이 내리치는 역할을 하는 질량체이며, 높은 곳에서 떨어지는 그 무게가 타격을 전달합니다.

무거운 쇠 모루를 단단한 받침대 위에 고정하여 망치 머리 바로 아래에 두고, 망치 머리가 모루 面에 정확히 떨어지도록 정렬하세요. 가공할 공작물은 이 자리에 놓고 두드립니다.

헬브를 위치시켜 그 꼬리가 캠의 경로에 놓이도록 하십시오. 캠축이 회전함에 따라 각 캠은 꼬리의 아랫면에 걸려 이를 들어 올린 다음, 캠이 지나가면서 깔끔하게 놓아주어야 합니다.

수문을 엽니다. 물레바퀴가 돌고, 캠축이 돌며, 각 캠이 헬브(helve)의 꼬리 부분을 들어 올려 머리 부분이 올라갑니다. 캠이 지나가는 순간 꼬리가 떨어지고, 머리는 중력에 의해 모루 위로 떨어집니다. 캠이 한 번 지나갈 때마다 한 번 타격합니다. 물이 흐르는 동안 이 전체 주기가 계속 반복됩니다.

수로 머리의 수문으로 망치를 조절하라: 물이 많으면 물레바퀴가 빨라지고 타격이 더 빠르고 강해지며, 물이 적으면 느려지거나 멈춘다. 수문은 스로틀이다.

많은 역사적인 대장간에서는 트롬프(trompe)를 설치했습니다. 파이프를 따라 떨어지는 물이 공기를 함께 끌어들여 아래쪽 챔버에서 압축하고, 그 안정된 바람을 대장간 불로 보내는 방식입니다. 풀무도, 팬도 필요 없습니다. 망치를 구동하는 것과 같은 낙수로 대장간에 동력을 공급합니다.

화로에서 공작물을 가열하세요. 다공성 철 블룸을 압밀하거나 막대를 늘일 때 사용합니다. 모루 위에 놓고 떨어지는 망치 머리 아래에서 망치가 일하도록 맡기세요. 손망치로는 결코 따라갈 수 없을 만큼 훨씬 빠르게 블룸을 압밀하고, 늘이고, 성형할 수 있습니다.

핵심 원리: 트립 해머는 물레방아의 회전 에너지를 수직으로 반복되는 타격으로 바꿉니다. 캠은 구동 장치가 아니라 들어 올리는 장치일 뿐이며, 힘을 전달하는 것은 중력입니다. 분당 타격 횟수는 캠의 개수와 물레바퀴의 회전 속도를 곱하여 정해지고, 타격 힘은 해머 헤드의 질량과 들어 올려지는 높이에 의해 정해집니다.

중요성: 증기 기관이 등장하기 전, 물을 쓸 수 있는 곳에서는 이 방식으로 세계의 연철과 강철을 성형했습니다. 수력으로 구동된 해머 아래에서 2,000여 년 동안 블룸(bloom)을 단단히 압축하고 막대를 뽑아냈습니다. 같은 원리는 1840년대의 증기 해머로 규모가 확대되었고, 이후의 산업 혁명으로 이어졌습니다. 오늘날에도 수력 단조 해머 몇 대는 여전히 수작업으로 운용되고 있습니다.